109 高普考高考三級 統計 資料處理 考古題詳解

核心觀念

本題測驗電腦網路（OSI 七層模型與 TCP/IP 協定架構）中傳輸層（Transport Layer）的核心協定運作原理，涉及以下核心觀念：

1. TCP（傳輸控制協定）之定義與定位：

• 位於 TCP/IP 體系之傳輸層（對應 OSI 第四層）。
• 核心本質為連線導向（Connection-Oriented）、可靠（Reliable）、**點對點（Point-to-Point）且以位元組串流（Byte Stream）**形式進行傳輸之協定。

2. 流量控制（Flow Control）之定義與目的：

• 傳輸速率匹配：防止傳送端發送資料速度過快，導致接收端之接收緩衝區（Receive Buffer）溢位（Overflow）而造成封包遺失。

3. 滑動視窗機制（Sliding Window Mechanism）：

• TCP 採用以「位元組（Byte）」為單位的動態滑動視窗達成端對端（End-to-End）流量控制。
• 核心參數為接收端通告的接收視窗大小（Receive Window, $rwnd$），傳送端可傳送之未確認資料上限受限於： $\text{LastByteSent} - \text{LastByteAcked} \le rwnd$

解題方法

本題為標準的雙子題申論題，作答策略採取「定義明確化、機制流程化、結構層次化」的切入方式：

1. 第一部分：何謂 TCP

• 定位與基礎定義：開門見山點出其為 TCP/IP 傳輸層的核心連線導向協定。
• 三大支柱特徵：分項說明「連線建立與終止（三向交握／四向交握）」、「可靠性保證機制（序號、確認應答 ACK、逾時重傳）」及「位元組串流導向」。

2. 第二部分：流量控制之實現機制

• 指名關鍵機制：開門見山指出以**滑動視窗機制（Sliding Window Mechanism）**實現。
• 說明回饋與通告流程：說明接收端如何透過 TCP 標頭（Header）中的 $16\text{ bits}$ 視窗大小欄位（Window Size）回傳 $rwnd$ 給傳送端。
• 極端情境與防護（加分點）：說明當接收緩衝區滿載時產生「零視窗（Zero Window）」之處理機制（堅持計時器 Persist Timer 與探測封包 Probe Segment），展現作答深度。

選項分析

本題為專業科目申論題，非選擇題。依據國考閱卷給分標準，將題意拆解為兩大評分面向進行得分要點分析：

1. 子題一：何謂 TCP 之評分關鍵

• 應掌握要點：必須明確寫出「連線導向（三向交握）」與「可靠傳輸（序號、確認 ACK、重傳）」。若僅寫「傳輸控制協定」或「網際網路常用協定」，無法獲得完整分數。
• 與 UDP 之對比襯托：適度點出 UDP 屬「非連線、不可靠的資料包傳輸」，能突顯 TCP 的連線維護與狀態管理特色。

2. 子題二：流量控制機制之評分關鍵

• 應掌握要點：核心名詞「滑動視窗（Sliding Window）」為必備關鍵字；必須進一步寫出「接收視窗（Receive Window, $rwnd$）」由接收端通告傳送端，藉以控制傳送速率。
• 失分地雷分析：極多考生將「流量控制（Flow Control）」與「壅塞控制（Congestion Control）」混淆。若在此處大篇幅描寫慢啟動（Slow Start）、壅塞避免（Congestion Avoidance）或壅塞視窗（$cwnd$），屬於答非所問，無法得分。

解題技巧

1. 精準區分兩大控制機制（必考陷阱）：

• 流量控制（Flow Control）：受制於接收端的接收能力，由接收端透過 $rwnd$ 通知，避免接收端緩衝區爆滿（端對端問題）。
• 壅塞控制（Congestion Control）：受制於整個網路路徑的承載能力，由傳送端透過演算法動態計算 $cwnd$ 調整，避免網路節點崩潰（全域網路問題）。

2. 答題關鍵詞排版化：

• 在申論紙上，將專有名詞及關鍵參數（如：三向交握、ACK、Sequence Number、$rwnd$、滑動視窗）以列點方式呈現，能讓閱卷委員在 30 秒內快速抓取滿分給分點。

核心觀念

Huffman 編碼會反覆取出目前頻率最低的兩個節點，合併成一個權重為兩者總和的新節點，直到形成一棵二元樹。依題意，左子樹邊標記為 $0$，右子樹邊標記為 $1$；從根節點走到字母葉節點的路徑，就是該字母的編碼。

Huffman 編碼是前綴碼：任何一個字母的編碼都不會是另一個字母編碼的前綴。

解題方法

依頻率由小到大合併：

1. $A(5)+B(8)=13$
2. $13+C(16)=29$
3. $D(21)+E(24)=45$
4. $F(26)+29=55$
5. $45+55=100$

依左邊編碼 $0$、右邊編碼 $1$，可畫出下列 Huffman 樹：

 (100)
 0/ \1
 (45) (55)
 / \ / \
 0/ \1 0/ \1
 D(21) E(24) F(26) (29)
 / \
 0/ \1
 (13) C(16)
 / \
 0/ \1
 A(5) B(8)

各字母編碼

由根節點沿路徑讀取邊上的 $0$ 或 $1$：

核心觀念

本題測驗資訊安全與資料庫管理系統之核心概念——資料隱碼攻擊（SQL Injection，簡稱 SQLi）。

1. 本質與原理：SQL Injection 屬於**代碼注入（Code Injection）漏洞（常年名列 OWASP Top 10 安全威脅）。其根本成因在於應用程式處理使用者輸入時，未進行適當的驗證、過濾或轉義（Escaping），便直接將外部輸入以字串串接（Concatenation）**的方式動態組裝成 SQL 指令，導致資料庫解析器將「惡意輸入的資料」誤解析為「SQL 指令語法」，進而竄改原本查詢語句的邏輯架構。
2. 涉及層級：發生於應用程式層（Web/App 邏輯層）與資料庫層（DBMS）的介面溝通處。

解題方法

解答本題應採取公職申論題高分架構「定義與成因 $\rightarrow$ 攻擊實例說明 $\rightarrow$ 潛在危害 $\rightarrow$ 防禦機制」，邏輯嚴謹且具體：

一、 定義與成因

• 定義：攻擊者透過應用程式的前端輸入欄位（如表單、URL 參數、HTTP 標頭等），注入惡意的 SQL 語法片段，欺騙資料庫伺服器執行非預期的 SQL 指令。
• 成因：程式碼混合了「資料（Data）」與「代碼（Code）」的界線，使用不安全的動態字串拼接（如 query = "SELECT * FROM users WHERE id = '" + userInput + "'"）。

二、 攻擊範例（以身分驗證繞過為例）

1. 原本程式設計之查詢：

SELECT * FROM Users WHERE Username = '$user' AND Password = '$password';

2. 攻擊者輸入：

• 帳號（$user）輸入：admin' -- 或 ' OR '1'='1
• 密碼（$password）輸入：任意值

3. 資料庫實際執行的查詢：

SELECT * FROM Users WHERE Username = 'admin' --' AND Password = '...';

• 語法中的單引號 ' 提前閉合了字串，--（SQL 註解符號）將後續的密碼檢查邏輯完全忽略，攻擊者無需密碼即可成功以 admin 身分登入。

三、 攻擊危害

1. 機密性破壞（Confidentiality）：竊取資料庫機敏資料（如帳號密碼、個資、財務紀錄）。
2. 完整性破壞（Integrity）：未經授權竄改、插入或刪除資料（如透過 UPDATE、INSERT 或注入 DROP TABLE）。

核心觀念

本題考實體關聯圖（ERD）的實體、屬性、主鍵，以及關係的基數與參與限制：

• 實體代表要管理的對象，例如客戶、訂單、產品。
• 主鍵能唯一識別實體中的每筆資料；題目指定客戶編號、訂單編號、產品編號分別唯一。
• 基數表示實體間可連結的筆數；「可以沒有」表示最小值為 0，「至少一項」表示最小值為 1。
• 訂單與產品是多對多關係，需用關聯實體拆解，才能完整表示哪些產品屬於哪些訂單。

解題方法

先依題目列出三個實體及其屬性，再逐段判斷關係的最小值與最大值。

1. 客戶與訂單：一對多

• 每位客戶可以沒有訂單，也可以有多張訂單，因此客戶對訂單為 $0..N$。
• 每張訂單僅對應一位客戶，因此訂單必須且只能對應一位客戶，為 $1..1$。

2. 訂單與產品：多對多

• 每張訂單至少包含一項產品，因此訂單對產品為 $1..N$。
• 每個產品可以沒有出現在訂單中，也可以出現在多張訂單，因此產品對訂單為 $0..N$。
• 以關聯實體「訂購明細（Order_product）」拆解多對多關係。每筆訂購明細必須且只能連結一張訂單與一項產品；訂單編號與產品編號組成複合主鍵。

關係圖如下：

Customer ||────────o{ Order
 一位客戶 零至多張訂單
 每張訂單恰屬一位客戶

Order ||────────|{ Order_product
 一張訂單 至少一筆訂購明細
 每筆明細恰屬一張訂單

Product ||────────o{ Order_product
 一項產品 零至多筆訂購明細
 每筆明細恰指向一項產品

實體與屬性如下：

核心觀念

本題評量多維陣列在記憶體中的定址映射（Array Address Mapping）與進位制運算，屬於資料結構與計算機基礎常考題型。核心概念涵蓋：

1. 以列為主（Row-Major Order, RMO）之三維陣列定址公式： 在 C 語言語法中，陣列索引值由 $0$ 起算。宣告 float A[D1][D2][D3] 代表三個維度大小分別為 $D_1=6$、$D_2=12$、$D_3=18$。 任一元素 $A[i][j][k]$ 相對於基底位址 $A[0][0][0]$ 的元素偏移量（Offset）為： $\mathrm{Offset}(i, j, k) = i \times (D_2 \times D_3) + j \times D_3 + k$

2. 記憶體位址計算公式： 若元素型態所佔大小為 $d$ 位元組（本題 $\mathrm{sizeof}(\mathrm{float}) = 4$ 位元組），則元素位址為： $\mathrm{Loc}(A[i][j][k]) = \mathrm{Loc}(A[0][0][0]) + \mathrm{Offset}(i, j, k) \times d$

3. 相對位移法： 當已知陣列中某一非零元素的位址，欲求另一元素位址時，無需先倒推基底位址 $\mathrm{Loc}(A[0][0][0])$，直接求兩元素間的「元素個數差（$\Delta N$）」，再乘上單位大小 $d$ 轉為十六進位進行加減，最為迅速且不易出錯。

解題方法

步驟一：分析陣列維度與給定條件

• 陣列宣告：float A[6][12][18] $\implies D_1 = 6,\ D_2 = 12,\ D_3 = 18$
• 資料型態大小：$d = \mathrm{sizeof}(\mathrm{float}) = 4$ 位元組
• 已知位址：元素 $A[5][9][17]$ 之位址為 $\mathrm{FF4A}_{16}$（題目文字 $\mathrm{FF4A16}$ 係國考試卷排版下標轉為純文字之慣用記法，下標 $16$ 代表十六進位制）
• 目標位址：元素 $A[4][7][16]$ 之位址

步驟二：計算兩元素之間的元素個數差（$\Delta N$）

由於 $A[4][7][16]$ 各維度索引皆小於 $A[5][9][17]$，其在記憶體中的存放順序必定在 $A[5][9][17]$ 之前，兩者相差之元素個數為： $\Delta N = \mathrm{Offset}(5, 9, 17) - \mathrm{Offset}(4, 7, 16)$ 利用各維度差值直接展開： $\Delta N = (5 - 4) \times (D_2 \times D_3) + (9 - 7) \times D_3 + (17 - 16)$ 代入維度大小 $D_2 = 12$、$D_3 = 18$： $\Delta N = 1 \times (12 \times 18) + 2 \times 18 + 1$ $\Delta N = 216 + 36 + 1 = 253\text{（個元素）}$

步驟三：計算記憶體位元組差距並轉換為十六進位

每個浮點數佔 $4$ 位元組，兩者在記憶體中的位元組差距量為： $\Delta \mathrm{Bytes} = 253 \times 4 = 1012\text{ 位元組（十進位）}$